CN101727125A - 轻质悬臂控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及轻质悬臂控制系统。一种悬臂控制系统包括：悬臂控制臂，所述悬臂控制臂具有：分叉部段，用于附接到固定结构上以提供对偏心负载的反抗；悬臂控制臂的弹性部分，设置在分叉部段处，藉此提供弹性冗余；和悬臂控制臂的刚性部段，刚性部段包括用户接口部分(即，脚垫或手柄)；按照类型和位置的多种传感器；以成形缓冲器形式的粗略挠曲控制件，粗略挠曲控制件调整悬臂刚度等级和悬臂控制臂的挠曲感觉；以及多个精确挠曲控制件，精确挠曲控制件包括挠曲滞后控制件，过行程止挡控制件和预载挠曲控制件中的至少一种。

Description

轻质悬臂控制系统
技术领域
本发明大体上涉及用于无线应用中的手动操作控制，且
更具体地涉及用于线控技术的手动操作悬臂控制系统。
背景技术
典型机动车辆由车辆驾驶员或操作者与机动车辆的主要部件(例如发动机和制动)之间的复杂机械式或机电式连接件来操作。在降低机动车辆的成本和重量上的努力已经使得机动车辆设计人员有责任设计出用于车辆的可替换控制装置，该装置能够节省材料、减轻重量并增强安全特征。
机械式或机电式控制系统的一种替换方式已知为“线控”技术。在线控技术中，操作者输入通过接口(在制动或节气门控制的情况下通常为踏板)机动车辆的控制。所述输入然后通过电子或电磁方法而不是机械或机电方法被传输至底层控制。
通过并入线控技术，机动车辆不再需要笨重的机械或机电连接件，这得到几个优势。例如，由于机械连接件通常体积大且较重，因而采用线控技术具有减轻重量并提供更多舱内空间的可能性。此外，线控技术也允许更标准化的驾驶员控制接口，因为不需要适应由于不同的发动机、变速器和其它主要部件引起的机械连接件上的差异。此外，通过在设计中并入微处理器，在驾驶员输入与制动或节气门致动之间可添加附加的分析和控制。
因而，可以看出线控技术提供重新设计和改进驾驶员接口的机会。机动车辆的制动踏板由于其应用的重要性质而在这些控制系统中最受关注。常规地，在制动系统的人用接口设计中已经作出了主观努力。随着在SAE技术文献940331“Objective Characterization ofVehicle Brake Feel”中报道的制动感觉标引(Brake Feel Index，BFI)的出现，研究出一种将客观工程参数与这些主观估计值相关联的方法。在BFI的情形中，将例如踏板作用力、踏板行程和踏板预载方面与期望响应进行比较。这些参数被确定以匹配车辆的属性，对于所包括的每种类别或类型的车辆，驾驶员习惯于其机械和机电连接件。美国专利6186026、6298746、6330838、6367886、6464306和6591710总体上示出了线控制动踏板的操作属性。在这些专利中特别关注的是美国专利6186026，其公开了具有附连传感器的柔性悬臂踏板杆，其中由固定反作用表面提供挠曲控制，当驾驶员的脚上力施加到脚踏板(或踏板垫)时该固定反作用表面与踏板杆的挠曲相互作用，其中调整反作用表面轮廓以提供对常规枢转制动踏板的感觉的仿真。
这些现有技术的线控制动踏板概念通过节省质量及节省成本而可能地降低燃料消耗，但是需要克服许多缺陷以便于其广泛实施。例如，踏板杆在弹性部段处结构上较脆弱，这在施加偏心作用力负载至脚踏板(即，存在踏板扭矩时)的情况下可能不利地影响踏板的操作。同样，踏板杆由于磨损可能失去弹性，这可导致其功能降级，尤其是在过量负载施加到制动踏板上的紧急制动情形中。此外，现有技术的线控制动踏板概念并没有包括精确挠曲控制特征。从这方面讲，虽然已知现有技术的线控制动踏板可允许调整对粗略挠曲控制的感觉(即，美国专利6186026)，但是仍存在提供精确挠曲控制的需求。
因此，本领域仍需要的是适用于线控系统的悬臂控制系统，该系统通过节省材料提供燃料节约并克服现有技术中尤其关于偏心加载的结构脆弱、安全和过量加载的问题，并利于粗略挠曲控制和精确挠曲控制。
发明内容
本发明是适用于线控系统的悬臂控制系统，该系统通过节省材料提供燃料节约同时克服现有技术中与结构脆弱(尤其在偏心加载中)、安全和过量加载有关的问题，并提供粗略挠曲控制和精确挠曲控制。
本发明的悬臂控制系统包括悬臂控制臂和至少一个带接口传感器，其中所述至少一个传感器的输出提供控制输入给电子系统(即，线控系统)。举例来说，电子系统可为机动车辆线控电子系统，例如制动系统，但是本发明的悬臂控制系统的使用环境可应用于机动车辆的其它电子系统并进一步可应用于机动车辆之外的应用中的电子系统。
根据本发明的悬臂控制系统具有增强其操作的各种特征。这些特征包括下述特征的至少一个：悬臂控制臂的分叉部段、悬臂控制臂的弹性部分和悬臂控制臂的刚性部段，所述分叉部段用于附接到固定结构上且提供对偏心(离心)负载(即，踏板扭矩)的反抗，所述弹性部分设置在分叉部段处，藉此提供弹性冗余，所述刚性部段包括用户接口部分(即，脚垫或手柄)；按照类型和位置的多种传感器；以成形缓冲器形式的粗略挠曲控制件，粗略挠曲控制件调整悬臂刚度等级(stiffness rate)，悬臂刚度等级感测为挠曲感觉；以及多个精确挠曲控制件，精确挠曲控制件包括下述的至少一种：以滑动叶形式的滞后控制件，滑动叶提供悬臂控制臂挠曲的摩擦滞后；止挡控制件，止挡控制件邻接地防止悬臂控制臂挠曲的过行程；和预载控制件，预载控制件提供悬臂控制臂的挠曲预载。
通过线控机动车辆应用的实施示例，悬臂控制臂是包括踏板杆和脚垫的制动踏板，踏板杆在制动踏板的分叉部段处附接到固定结构上，而脚垫从制动踏板远离地布置在刚性部段处。该实施例具有包括后文所述的多种优势。
第一优势是降低重量和成本。制动踏板是单件式构造，例如由复合材料模制成或由钢形成，这降低了成本和加工的复杂性，以及解决了主要的重量问题。至少一个相关传感器感测驾驶员施加踏板杆的挠曲并经由例如电子控制装置将该信息传输到制动系统。该线控制动踏板的实施例消除了在驾驶员控制接口与底层制动系统之间的任何机械连接件的需要。
第二优势可预测地和可重复地响应于所施加的力。踏板杆的弹性部分相对缓冲器(粗略挠曲控制件)的表面轮廓进行校准，以提供期望的制动踏板感觉和与制动系统的期望响应相关联的偏转。分叉提供弹性的长期一致性和安全冗余。
本发明的第三优势是稳定性。分叉部段提供固有横向附接稳定性，其刚性地反抗由驾驶员施加的偏心(离心)力，即，所施加的力产生踏板扭矩。在轻质制动踏板概念(例如美国专利6186026)的早期设计中偏心作用力的影响产生相应的偏心力分量，该偏心力分量可向驾驶员产生摆动感觉。该摆动感觉产生低质量制动踏板的感知。然而，交叉部段提供与偏心力施加相关的稳定性，并因而向驾驶员提供坚实且确定的制动踏板感觉。
本发明的第四优势是精确挠曲控制。踏板杆对驾驶员在脚垫处施加力的挠曲响应通过精确挠曲控制件来精确地调整。以滑动叶形式的滞后控制件提供挠曲滞后；预载控制件提供挠曲预载；和止挡控制件提供相对于固定结构的过行程邻接。这些精确挠曲控制件提供给驾驶员与常规制动踏板相类似的感觉。通过并入这些精确挠曲控制件，本发明可被调整以满足具体机动车辆应用中的具体制动感觉特性。
本发明的第五优势是多种传感器。传感器可为任何各种类型，例如应变计、触觉传感器、测压元件(即，电容性、磁性、半导体、压电式等等)或流体压力传感器。此外，传感器可布置在各种位置，例如在踏板杆、缓冲器或脚垫之上或之中。此外，在出现传感器失效时多个传感器提供安全冗余，且传感器的多样性利于设计灵活性。
除了相对于常规车辆的上述优势之外，本发明在应用于混合动力或电动车辆中有极大的潜能。在这种应用中，信号也可被ECU或ECM用来控制电动机/发电机，以除了正常制动钳控制之外还提供再生制动。ECU或ECM然后可判定如何最有效地实现车辆的减速，其可通过再生或摩擦制动或它们的组合(混合制动)。该特征对于常规机械式制动装置的配置来说是极度麻烦的。
尽管根据本发明的悬臂控制系统可用于例如与制动器、加速器和离合器踏板有关的机动车辆环境中，以及残疾驾驶员所使用的控制(即，机动车辆手和脚控制)中，但是本发明总体上具有用于其它环境的更宽的适应性，例如重型设备(即，吊车、铲土机、推土机等)的手动杆和街机游戏的手柄控制器(仅列举少数非机动应用)。
因此，本发明的目的是提供悬臂控制系统，该系统轻质、结构坚固、安全、反抗偏心负载且具有粗略和精确挠曲控制。
本发明的该目的和另外目的、特征和优势从优选实施例的后述说明显而易见。
附图说明
图1A是根据本发明用于脚踏板应用的悬臂控制系统的示意性局部截面侧视图。
图1B是沿图1A的线1B-1B看的局部截面图。
图1C是根据本发明用于手动杆应用的悬臂控制系统的示意性局部截面侧视图。
图1D是根据本发明的包括在悬臂控制系统的操作中的处理步骤示例的流程图。
图1E是根据本发明的悬臂控制系统关于制动系统的使用环境的框图示例。
图2A是制动踏板形式的悬臂控制系统的透视图，其中制动踏板具有复合踏板杆。
图2B是图2A的制动踏板的俯视平面图，制动踏板现示出为附接到机动车辆的上部固定结构(即，悬置安装)。
图3A-3C是图2A和2B中制动踏板形式的悬臂控制系统的侧视图，示出了在正常操作行程期间踏板杆响应于驾驶员施加的力的挠曲。
图4是踏板行程与踏板力的图表，其中曲线A用于本发明制动踏板形式的悬臂控制系统，而曲线B用于常规的枢转制动踏板。
图5是具有复合踏板杆的落地式制动踏板形式的悬臂控制系统的侧视图。
图6A是制动踏板形式的悬臂控制系统的俯视透视图，其中制动踏板具有金属踏板杆。
图6B是图6A中制动踏板的仰视透视图。
图7A和图7B示出了根据本发明的制动踏板形式的悬臂控制系统示意性侧视图，分别示出了与其相关的多种类型和位置的传感器。
图8A是加速器踏板形式的悬臂控制系统的俯视透视图。
图8B和图8C是图8A中加速器踏板形式的悬臂控制系统的侧视图，示出了在正常操作行程期间踏板杆响应于驾驶员所施加的力的挠曲。
图9是机动车辆的舱内的示意图，机动车辆配备根据本发明的线控悬臂控制系统，用于离合器踏板、制动踏板和加速器踏板的每个。
具体实施方式
现在参考附图，示出了根据本发明的悬臂控制系统的示例。虽然附图主要描述在机动车辆环境中实施本发明，但应当理解的是本发明更一般地涉及任何环境。优选实施例的下述说明本质上仅为示例性的，且不旨在限制本发明及其应用或用途。
首先来关注图1A-1E，将详述根据本发明的悬臂控制系统100。从这方面讲，图1A-1C分别示出了悬臂控制系统100的脚和手上的应用，其中图1B示出了悬臂控制臂上的分叉(示出优选为Y形，但可为其它形状)；图1D示出了与使用悬臂控制系统相关的处理步骤示例；和图1E示出了使用示例的框图，其中悬臂控制系统与外部线控系统交接。
在图1A，悬臂控制系统100是以可用于机动车和许多其它应用中的脚踏板100a的形式，其中悬臂控制臂102a用作踏板杆115a。悬臂控制臂102a具有包括弹性部分106a和刚性部段108a的分叉部段104a。弹性部分106a允许从中立位置PN挠曲至最大挠曲位置PM(虚线示出)。缓冲器110a具有挠曲控制表面110a’，其与弹性部分的轮廓表面结合提供弹性部分106a的期望粗略抗挠曲刚度等级。由滞后控制件112a、预载控制件114a和止挡控制件116a提供精确挠曲控制件。滞后控制件112a以滑动叶112a’的形式，滑动叶112a’在挠曲时提供抵靠悬臂控制臂102a的摩擦滑动(通过选择叶的材料和/或涂层可调整摩擦力)，从而提供挠曲滞后。预载控制件114a是布置在悬臂控制臂的挠曲返回侧102a’上的预载邻接表面114a’的形式，提供弹性部分的挠曲预载；止挡控制件116a是布置在悬臂控制臂的挠曲侧102a”上的止挡邻接表面116a’的形式，且提供过行程邻接止挡。止挡控制件116a是悬臂控制臂相对固定结构124a的邻接件，其中在这方面讲，优选地可将弹性止挡块(在116a’示出)布置在悬臂控制臂或固定结构上，其中止挡块的弹性允许在发生邻接时所施加的力高于最大力时悬臂控制臂移动小距离。提供多种传感器118a，举例来说包括在刚性部段108a处的多个应变计118a’、在脚垫120a中的压力传感器118a”和在缓冲器110a中的其它压力传感器118a”’。仅举例来说，合适的传感器是从PCBPiezotronics of Depew，NY 14043可获得的单轴
Figure G2009102090622D0000071
应变传感器型号740B04。
从图1B可以看出，分叉部段104a提供分离且彼此隔开的两个腿部122a，每个均具有至固定结构124a的其自身分离附接件且每个均承载分离的弹性部分106a。虽然示出分叉为Y形，但应当理解分叉装置中可包括提供连接到刚性部段的两个分离且彼此隔开的腿部的任何形状，例如U形(见图9)。因而，悬臂控制臂102a很稳定且反抗所施加的偏心(即，离心)力，该偏心力包括踏板扭矩(见有关图2A和2B的后文描述)。此外，弹性部分的冗余提供长期的维护寿命和防止故障的安全性。
在图1C，悬臂控制系统100以用于重型机械和许多其它应用中的手动控制100b的形式，其中。悬臂控制臂102b用作手动杆115b。悬臂控制臂102b可具有或可不具有在图1B示出的分叉部段，且具有连接到固定结构124b的弹性部分106b和刚性部段108b。悬臂控制臂(手动杆)在挠曲平面(见箭头)内的第一最大挠曲位置PM1、中立位置P′N和第二最大挠曲位置PM2之间进行挠曲。一对缓冲器110b布置在手动杆115的相对侧，且每个均具有轮廓挠曲控制表面110b’，轮廓挠曲控制表面110b’与弹性部分的轮廓交接以提供期望的抗挠曲刚度等级，从而用作弹性部分106b的粗略挠曲控制件。可提供或可不提供精确挠曲控制件。如果包括的话，优选提供的是滞后控制件112b和止挡控制件116b。滞后控制件112b是一对滑动叶112b’的形式，滑动叶112b’在挠曲时提供抵靠悬臂控制臂102a的摩擦滑动，从而提供挠曲滞后(通过选择叶的材料和/或涂层可调整摩擦力)。止挡控制件116b是布置在悬臂控制臂两侧的一对止挡邻接表面116b’的形式，且每个止挡邻接表面116b’分别提供与固定结构124b’相连接的过行程邻接止挡块并优选具有弹性止挡块(在116b’示出)。提供多种传感器118b，举例来说包括在刚性部段108b处的多个应变计118b’和在每个缓冲器110b中的压力传感器118b”。
接着参考图1D，描述了根据本发明的悬臂控制系统100的操作方法的示例。在块130，操作者的力施加到悬臂控制臂，通过由脚或手来完成。在块132，悬臂控制臂通过在其上的弹性部分处弹性地挠曲并与缓冲器的挠曲控制表面相互作用以及与存在的任何挠曲控制件(即，滞后、预载和止挡)相互作用来响应所施加的力。在块134，与悬臂控制系统(即，在悬臂控制臂、缓冲器等处)交接的一个或多个传感器感测悬臂控制臂的挠曲。在块136，由所述一个或多个传感器提供的至少一个信号被输送至外部电子控制(即，线控)电路，该电路在其上预校验地响应于该信号而执行一些操作。
现参考图1E，描述了在图1D中操作方法的实施示例。操作者施加到悬臂控制系统100的悬臂控制臂上的力提供至少一个信号给电子控制模块140，在电子控制模块140中该信号被处理并转换成制动系统142可辨识和可实施的次级信号，制动系统142继而将制动钳144施加到制动转子上，从而所施加的力预校验地响应悬臂控制臂的挠曲。在操作者释放悬臂控制臂时，悬臂控制臂弹性地恢复至其中立位置且制动钳也被释放。
此外关注其余的图2A至图9，将详述根据本发明的悬臂控制系统100在机动车辆中实施的示例，记住这仅是示例目的且本发明具有机动车辆之外的广泛应用。
图2A-3C示出了以制动踏板100c形式的悬臂控制系统100的示例，其中悬臂控制臂102c继而是复合踏板杆115c的形式，复合踏板杆115c上部安装在固定结构上(即，悬置安装模式)。
如图2A-2B所示，踏板杆115c(悬臂控制臂)具有包括弹性部分106c的分叉部段104c和刚性部段108c。分叉部段104c提供两个分离且彼此隔开的腿部122c，每个均具有至固定结构124c的其自身分离附接件且每个均承载分离的弹性部分106c。缓冲器110c具有挠曲控制表面110c’，挠曲控制表面110c’用作弹性部分106a的粗略挠曲控制件(在每个腿部122c)。由滞后控制件112c、预载控制件114c和止挡控制件116c(在图3A-3C示出)提供精确挠曲控制。滞后控制件112c是滑动叶112c’的形式，滑动叶112c’在挠曲时提供抵靠踏板杆115c的摩擦滑动，从而提供挠曲滞后。预载控制件114c是布置在踏板杆115c的挠曲返回侧115c’上的预载邻接表面114c’的形式，提供弹性部分的挠曲预载；且止挡控制件116c(见图3A-3C)是布置在踏板杆115c的挠曲侧115c”上的止挡邻接表面116c’的形式，结合固定结构124c来提供过行程邻接止挡。止挡控制件116c是踏板杆115c相对固定结构(即，底板124c’)的邻接件，其中在这方面讲，优选地可将弹性止挡块(在116c’示出)布置在踏板杆或固定结构上(例如，见图9中的弹性邻接表面116i、116k、116j)，其中止挡块的弹性允许在高于提供邻接所需的最大施加力FM而施加的力下悬臂控制臂移动小距离。
由于分叉部段104c，踏板杆115c很稳定且反抗施加到脚垫120c上的偏心(即，离心)力，偏心力包括踏板扭矩(见图2A中在中心力作用箭头FC任一侧上的左偏心力作用箭头FL和右偏心力作用箭头FR)。此外，弹性部分的冗余则提供长期维护寿命和防止故障的安全性。
以制动踏板102c形式的悬臂控制系统100还包括至少一个传感器118c，用于感测脚垫120c上所施加的力。虽然可提供多种传感器，但图2A和图2B仅举例描述了附接到或嵌入(即，包覆成型)到刚性部段108c中的单个应变计118c’。
图3A-3C描述了由于施加到脚垫120c的渐进力而使得踏板杆115c从图3A的中立位置逐渐挠曲到在图3C的最大挠曲位置的视图。
在图3A的中立位置处，预载控制件114c邻接踏板杆115c，藉此踏板杆抵靠预载控制114c弹性地挠曲以对其提供预载。预载使得在踏板杆挠曲之前需要至少施加负载力FP。
在图3B的中间挠曲位置处，中间力FA被施加到踏板杆上。可以看出滞后控制件112c经历与踏板杆的相互作用，其中叶112c’在其也挠曲时抵靠踏板杆摩擦地滑动。
最后，在图3C的最大挠曲位置处，由于施加至少最大力FM，枢转杆115c已经挠曲到其最大挠曲位置，并由止挡控制件116c经由止挡邻接表面116c’与固定结构124c’的固定结构124c”相邻接而止挡。滞后控制件112c继续操作，其中叶112c’进一步抵靠踏板杆115c摩擦地滑动。通过释放施加到脚踏板150的力，踏板杆弹性地返回到中立位置。
图4图示了踏板行程与脚踏板力的曲线图，其中曲线A用于制动踏板形式的悬臂控制臂，而曲线B用于常规的枢转制动踏板。可以看出，曲线A在样式上与曲线B相仿，曲线A包括预载FP。有利地，最大力由止挡控制件限制至FM，藉此对于曲线A避免了处理过量负载所需的踏板杆结构(在曲线B是需要的)。由于所施加的力大于FM，可以看到止挡控制件的弹性块的弹性功能有小的踏板行程。本发明不再需要20mm的损失行程(lost travel)并减少了踏板系统与系统偏转相关的过行程。
图5是制动踏板100d形式的悬臂控制系统100的示例，其中悬臂控制臂102d继而是复合踏板杆115d的形式，复合踏板杆115d在下部安装到固定结构上(落地式安装)。
踏板杆115d(悬臂控制臂)具有分叉部段104d(大致类似于图2A和图2B中示出的)、弯曲弹性部分106d和弯曲刚性部段108d。在该实施例中，缓冲器110d具有大致平面轮廓挠曲控制表面110d’，且弹性部分具有曲面轮廓，藉此当弹性部分挠曲时，挠曲控制表面与曲面轮廓交接，且各自轮廓控制抗挠曲刚度等级，从而用作弹性部分的粗略挠曲控制件。精确挠曲控制由预载控制件114d和止挡控制件116d来提供，其大致以上文讨论的方式操作。
以制动踏板102d形式的悬臂控制系统100还包括至少一个传感器118d，用于感测脚垫120d上所施加的力。虽然可提供多种传感器，但图2A和图2B仅举例描述了附接到或嵌入(即，包覆成型)到刚性部段108d中的单个应变计118d’。
接着关注图6A和图6B，示出了以制动踏板100e形式的悬臂控制系统100，其中，悬臂控制臂102e继而是金属踏板杆115e的形式，金属踏板杆115e在上部安装到固定结构上(即，悬置安装模式)。
踏板杆115e(悬臂控制臂)由金属(举例来说优选为钢)组成，且具有包括弹性部分106e的分叉部段104e和刚性部段108e(优选地具有U形截面，用于提供刚度)。分叉部段104e提供两个分离且彼此隔开的腿部122e，每个具有至固定结构124e的其自身分离附接件且每个承载分离弹性部分106e。缓冲器110e具有挠曲控制表面110e’，挠曲控制表面110e’用作弹性部分106e的粗略挠曲控制件(在每个腿部122e)。由滞后控制件112e、预载控制件114e和止挡控制件116e提供精确挠曲控制，其细节大致参考上文中与图2A-3C有关的描述。
由于分叉部段104e，踏板杆115e很稳定且反抗以图2A示出的方式施加到脚垫120e上的偏心(即，离心)力。此外，弹性部分的冗余则提供长期维护寿命和防止故障的安全性。
以制动踏板102e形式的悬臂控制系统100还包括至少一个传感器118e，用于感测脚垫120e上所施加的力。虽然可提供多种传感器，但仅举例来说，单个应变计118e’附接到刚性部段108e。
在图7A和7B进一步示例出多种传感器。在图7A中，以制动踏板100f形式的悬臂控制系统100具有以压力传感器118f’形式的传感器118f，压力传感器118f’感测脚垫120f的流体袋162中流体160的压力。在图7B中，以制动踏板102g形式的悬臂控制系统100具有多种类型且布置在多个位置的多个传感器118g’：位于刚性部段108g处的多个挠曲传感器118g’；安装在止挡控制件118g”中的压力传感器；安装在缓冲器110g中的压力传感器118g”’；以及在脚垫120g中的压力传感器118g””。传感器可为例如应变计、触觉传感器、测压元件(即，电容性、磁性、半导体、压电式等等)的任何形式。
从图8A-9可以看出，悬臂控制系统100在机动车辆中除了制动踏板外还有其它的应用。
在图8A-8C，描述了以加速器踏板100h形式的悬臂控制系统100，其中悬臂控制臂102h继而是复合踏板杆115h的形式，复合踏板杆115h在下部安装到固定结构上(即，落地式安装模式)。
踏板杆115h(悬臂控制臂)优选但非必要地具有包括弹性部分106h和刚性部段108h的分叉部段104h。由滞后控制件112e、预载控制件114e和止挡控制件116e提供精确挠曲控制，其操作大致如上文所述。从这方面讲，如图8B所示，在发生弹性部分106h的挠曲之前，预载控制件需要施加最小力FP’；且如图8C所示，止挡控制件116h提供过行程邻接止挡块，当所施加的力达至少FM’时过行程邻接止挡块与固定结构124h相结合起作用。此外，当提供时，分叉部段104h提供两个分离且彼此隔开的腿部122h，每个具有至固定结构124h的其自身分离附接件且每个承载分离弹性部分106h，其优势如上所述。
以加速器踏板102h形式的悬臂控制系统100还包括至少一个传感器118h，用于感测加速器踏板上所施加的力。虽然可提供多种传感器，但图2A和图2B仅举例描述了附接到或嵌入(即，包覆成型)到刚性部段108h中的单个应变计118h’。
图9描述了以下述形式的一组悬臂控制系统100的示例：离合器踏板100i，其中悬臂控制臂102i继而是复合离合器踏板杆115i的形式；制动踏板100j，其中悬臂控制臂102j继而是复合制动踏板杆115h的形式；和加速器踏板100k，其中悬臂控制臂102k继而是复合加速器踏板杆115k的形式，它们均在下部安装到固定结构上(即，落地式安装模式)。
举例来说，离合器和制动踏板中的每个均具有U形分叉部段104i、104j，且离合器、制动和加速器踏板中的每个均具有布置在根部170i、170j、170k中的弹性部分104i、104j、106k，并且每个还具有刚性部段108i、108j、108k，以及可包括任何或所有的前述提及并描述的粗略和精确挠曲控制。
对于本发明所属领域的技术人员来说，可对前述优选的实施例进行变换或变型。在不脱离本发明的范围内可实施这些变换或变型，其旨在不仅限于所附权利要求的范围。

Claims (29)

1.一种悬臂控制系统，包括：
悬臂控制臂，所述悬臂控制臂包括：
分叉部段，所述分叉部段包括一对分离并彼此隔开的腿部，所述臂的弹性部分布置在所述分叉部段的腿部处，所述分叉部段适于连接到固定结构上；和
与所述分叉部段相连接的刚性部段；和
至少一个传感器，所述传感器布置成感测施加到所述悬臂控制臂的所述刚性部段上的挠曲力。
2.根据权利要求1所述的悬臂控制系统，还包括所述悬臂控制臂的粗略挠曲控制件，所述粗略挠曲控制件包括具有表面轮廓的缓冲器，当所述悬臂控制臂挠曲以藉此提供所述弹性部分的预定抗挠曲刚度等级时，所述表面轮廓邻接地交接所述弹性部分的表面轮廓。
3.根据权利要求2所述的悬臂控制系统，其中所述缓冲器具有弯曲表面轮廓且所述弹性部分具有大致平面表面轮廓，所述轮廓相结合提供所述弹性部分的所述预定抗挠曲刚度等级。
4.根据权利要求2所述的悬臂控制系统，其中所述缓冲器具有大致平面表面轮廓且所述弹性部分具有弯曲表面轮廓，所述轮廓相结合提供所述弹性部分的所述预定抗挠曲刚度等级。
5.根据权利要求2所述的悬臂控制系统，还包括所述悬臂控制臂的精确挠曲控制件，所述精确挠曲控制件包括滞后控制件、预载控制件和止挡控制件中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的悬臂控制系统，其中所述滞后控制件包括布置成邻接所述悬臂控制臂的叶，其中在所述弹性部分的挠曲期间所述叶抵靠所述悬臂控制臂摩擦地滑动。
7.根据权利要求5所述的悬臂控制系统，其中所述悬臂控制臂在中立位置与最大挠曲位置之间挠曲；且其中，所述预载控制件包括当处于中立位置时邻接所述悬臂控制臂的邻接件，使得必须施加预定预载力到所述刚性部段上以便开始挠曲弹性部分。
8.根据权利要求5所述的悬臂控制系统，还包括固定结构；其中所述悬臂控制臂在中立位置与最大挠曲位置之间挠曲；且其中，所述止挡控制件包括当挠曲处于最大挠曲位置时使所述悬臂控制臂相对于固定结构邻接的止挡邻接件。
9.根据权利要求1所述的悬臂控制系统，其中所述至少一个传感器包括布置在所述刚性部段和所述缓冲器中的至少一个处的至少一个传感器。
10.根据权利要求1所述的悬臂控制系统，还包括连接到所述刚性部段的脚垫；其中所述至少一个传感器包括多个传感器，至少一个传感器布置在所述刚性部段、所述缓冲器和所述脚垫中的至少一个处。
11.根据权利要求10所述的悬臂控制系统，其中布置在所述脚垫处的所述至少一个传感器包括：
在所述脚垫中的流体填充袋；和
流体压力传感器，所述流体压力传感器感测所述流体填充袋中的流体压力。
12.根据权利要求1所述的悬臂控制系统，还包括：
所述悬臂控制臂的粗略挠曲控制件，粗略挠曲控制件包括具有表面轮廓的缓冲器，当所述悬臂控制臂挠曲以藉此提供所述弹性部分的预定抗挠曲刚度等级时所述表面轮廓与所述弹性部分的表面轮廓邻接地交接；
所述悬臂控制臂的精确挠曲控制件，精确挠曲控制件包括滞后控制件、预载控制件和止挡控制件中的至少一种；和
所述至少一个传感器，包括布置在所述刚性部段和所述缓冲器中的至少一个处的至少一个传感器。
13.根据权利要求1所述的悬臂控制系统，其中所述悬臂控制臂包括制动踏板；进一步包括：
所述悬臂控制臂的粗略挠曲控制件，粗略挠曲控制件包括具有表面轮廓的缓冲器，当所述悬臂控制臂挠曲以藉此提供所述弹性部分的预定抗挠曲刚度等级时所述表面轮廓与所述弹性部分的表面轮廓邻接地交接；
所述悬臂控制臂的精确挠曲控制件，精确挠曲控制件包括滞后控制件、预载控制件和止挡控制件中的至少一种；
连接到所述刚性部段的脚垫；和
所述至少一个传感器，包括布置在所述刚性部段、所述缓冲器和所述脚垫中的至少一个处的至少一个传感器。
14.根据权利要求13所述的悬臂控制系统，其中布置在所述脚垫处的所述至少一个传感器包括：
在所述脚垫中的流体填充袋；和
流体压力传感器，所述流体压力传感器感测所述流体填充袋中的流体压力。
15.根据权利要求13所述的悬臂控制系统，进一步包括固定结构；其中：
所述悬臂控制臂在中立位置与最大挠曲位置之间挠曲；
所述滞后控制件包括布置成邻接所述悬臂控制臂的叶，其中在所述弹性部分的挠曲期间所述叶抵靠所述悬臂控制臂摩擦地滑动；
所述预载控制件包括当处于中立位置时邻接所述悬臂控制臂的邻接件，使得必须施加预定预载力到所述刚性部段上以便开始挠曲弹性部分；和
所述止挡控制件包括当挠曲处于最大挠曲位置时使所述悬臂控制臂相对固定结构邻接的止挡邻接件。
16.根据权利要求1所述的悬臂控制系统，其中所述悬臂控制臂包括手动杆，进一步包括：
所述悬臂控制臂的粗略挠曲控制件，粗略挠曲控制件包括布置在所述悬臂控制臂的相对侧上的一对缓冲器，每个缓冲器具有表面轮廓，当所述悬臂控制臂分别朝所述缓冲器挠曲以藉此提供所述弹性部分的预定抗挠曲刚度等级时，所述表面轮廓与所述弹性部分的各自表面轮廓邻接地交接；
所述悬臂控制臂的精确挠曲控制件，精确挠曲控制件包括滞后控制件、预载控制件和止挡控制件中的至少一种；和
所述至少一个传感器，包括布置在该对缓冲器和所述刚性部段中的至少一个处的至少一个传感器。
17.根据权利要求16所述的悬臂控制系统，进一步包括固定结构，其中：
所述悬臂控制臂在中立位置、在所述中立位置一侧的第一最大挠曲位置和在所述中立位置相对侧的第二最大挠曲位置之间挠曲；
所述滞后控制件包括一对叶，每个叶布置成在相对侧上邻接所述悬臂控制臂，其中在朝所述弹性部分挠曲期间各自叶抵靠所述悬臂控制臂摩擦地滑动；
所述止挡控制件包括当挠曲处于各自第一和第二最大挠曲位置时使所述悬臂控制臂相对固定结构邻接的一对止挡邻接件。
18.一种机动车辆系统，包括：
线控制动系统；
制动踏板，所述制动踏板包括：
分叉部段，所述分叉部段包括一对分离并彼此隔开的腿部，所述臂的弹性部分布置在所述分叉部段的腿部处，所述分叉部段连接到机动车辆的固定结构上；和
连接到所述分叉部段的刚性部段；和
至少一个传感器，所述至少一个传感器布置成感测施加到所述刚性部段的挠曲力，其中所述至少一个传感器连接到所述线控制动系统。
19.根据权利要求18所述的机动车辆系统，其中所述制动踏板由复合物制成。
20.根据权利要求18所述的机动车辆系统，其中所述制动踏板由金属制成。
21.一种悬臂控制系统，包括：
悬臂控制臂，所述悬臂控制臂包括：
所述臂的弹性部分，适于连接到固定结构；和
连接到所述弹性部分的刚性部段；
至少一个传感器，所述至少一个传感器布置成感测施加到所述悬臂控制臂的所述刚性部段的挠曲力；
所述悬臂控制臂的粗略挠曲控制件，所述粗略挠曲控制件包括具有表面轮廓的缓冲器，当所述悬臂控制臂挠曲以藉此提供所述弹性部分的预定抗挠曲刚度等级时，所述表面轮廓与所述弹性部分的表面轮廓邻接地交接；和
所述悬臂控制臂的精确挠曲控制件，精确挠曲件控制件包括滞后控制件、预载控制件和止挡控制件中的至少一种。
22.根据权利要求21所述的悬臂控制系统，其中所述滞后控制件包括布置成邻接所述悬臂控制臂的叶，其中在所述弹性部分的挠曲期间所述叶抵靠所述悬臂控制臂摩擦地滑动。
23.根据权利要求21所述的悬臂控制系统，其中所述悬臂控制臂在中立位置与最大挠曲位置之间挠曲；且其中，所述预载控制件包括当处于中立位置时邻接所述悬臂控制臂的邻接件，使得必须施加预定预载力到所述刚性部段上以便开始挠曲弹性部分。
24.根据权利要求21所述的悬臂控制系统，还包括固定结构；其中所述悬臂控制臂在中立位置与最大挠曲位置之间挠曲；且其中，所述止挡控制件包括当挠曲处于最大挠曲位置时使所述悬臂控制臂相对固定结构邻接的止挡邻接件。
25.根据权利要求21所述的悬臂控制系统，其中所述至少一个传感器，包括布置在所述刚性部段和所述缓冲器中的至少一个处的至少一个传感器。
26.根据权利要求21所述的悬臂控制系统，其中所述悬臂控制臂包括制动踏板；还包括连接到所述刚性部段的脚垫；其中所述至少一个传感器包括多个传感器，至少一个传感器布置在所述刚性部段、所述缓冲器和所述脚垫中的至少一个处。
27.根据权利要求26所述的悬臂控制系统，其中布置在所述脚垫处的所述至少一个传感器包括：
在所述脚垫中的流体填充袋；和
流体压力传感器，所述流体压力传感器感测所述流体填充袋中的流体压力。
28.根据权利要求21所述的悬臂控制系统，其中所述悬臂控制臂包括手动杆；所述悬臂控制臂的所述粗略挠曲控制件包括布置在所述悬臂控制臂的相对侧上的一对所述缓冲器，每个缓冲器具有表面轮廓，当所述悬臂控制臂分别朝所述缓冲器挠曲以藉此提供所述弹性部分的预定抗挠曲刚度等级时，所述表面轮廓与所述弹性部分的各自表面轮廓邻接地交接。
29.根据权利要求28所述的悬臂控制系统，还包括固定结构；其中
所述悬臂控制臂在中立位置、在所述中立位置一侧的第一最大挠曲位置和在所述中立位置相对侧的第二最大挠曲位置之间挠曲；
所述滞后控制件包括一对叶，所述叶布置成在相对侧上邻接所述悬臂控制臂，其中在朝所述弹性部分挠曲期间各自叶抵靠所述悬臂控制臂摩擦地滑动；
所述止挡控制件包括当挠曲处于相对于其的各自第一和第二最大挠曲位置时使所述悬臂控制臂相对固定结构邻接的一对止挡邻接件。
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